Was ist ein Mikroquasar? Das ist einfach: Das gleiche wie ein Quasar, nur kleiner ­čśë Aber ok, ich erkl├Ąre es vielleicht doch lieber etwas genauer. In den 1950ern fand man mit den gerade neu aufkommenden Radioteleskopen jede Menge starke, punktf├Ârmige Radioquellen. Als man mit optischen Teleskopen hinsah, fand man aber nichts – h├Âchstens schwache Lichtpunkte. In den 1960ern zeigte sich dann, dass es sich hier nicht um Sterne handelt sondern um wahnsinnig weit entfernte Galaxien. Diese Dinger wurden Quasi stellare Objekte – also “Quasare” genannt. Diese Galaxien haben einen aktiven Kern. Das bedeutet, in ihrem Zentrum befindet sich ein supermassives schwarzes Loch, das von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben ist. Dieses Material f├Ąllt in das Loch und dabei entsteht Strahlung, die wir sehen k├Ânnen (u.a. auch Radiostrahlung). Quasare sind also die Kerne von aktiven Galaxien. Genauso gut kann aber auch ein kleineres schwarzes Loch von einer Gas- und Staubscheibe umgeben sein und ├Ąhnlich wie ein Quasar strahlen – und das ist dann ein Mikroquasar.

Schwarze L├Âcher gibts ja in mehreren Ausf├╝hrungen. Da sind einmal die supermassiven schwarzen L├Âchern in den Zentren der Galaxien – einige Millionen mal so schwer wie unsere Sonne. Dann gibt es mittelschwere L├Âcher; einige tausend mal schwerer als die Sonne. Und schlie├člich stellare schwarze L├Âcher die nur ein paar dutzend Mal schwerer sind als unser Stern.

So ein stellares schwarzes Loch ensteht, wenn ein gro├čer Stern sein Leben in einer Supernova-Explosion beendet. Und wenn dieser tote Stern Teil eines Doppelsternsystems war, dann wird es interessant. Dann kann es n├Ąmlich passieren, dass das neu geborene schwarze Loch von einem ganz normalen Stern umkreist wird. Und wenn dessen Orbit sehr eng ist, kann Material vom Stern ins schwarze Loch fallen. Es bildet sich eine Scheibe um das Loch und es passiert genau das, was auch bei Quasaren passiert – nur eben im Kleinformat.

Und genau so einen Mikroquasar hat das R├Ântgenteleskop Chandra k├╝rzlich beobachtet. Teleskope, die den hochenergetischen Teil des elektromagnetischen Spektrums sehen k├Ânnen (also R├Ântgenstrahlen, Gammastrahlen, etc) sind f├╝r die Suche nach schwarzen L├Âchern besonders gut geeignet. Denn die sind zwar tats├Ąchlich “schwarz” – aber das Material, dass in sie hineinf├Ąllt erzeugt Strahlung – und die ist besonders gut im hochenergetischen Bereich sichtbar.

Chandra hat sich diesmal die Galaxie NGC 7793 vorgenommen – die ist etwa eine zehn Millionen Lichtjahre weit entfernt. So sieht es dort aus:

i-4a0efb35f9203da5fec01aea72d187d0-ngc7793-thumb-500x280.jpg

Besonders interessant ist der Ausschnitt links oben. Den sieht man rechts nochmal vergr├Â├čert – einmal, wie der Bereich im R├Ântgenlicht aussieht, einmal im sg. “H-Alpha”-Bereich (das ist eine ganz bestimmte Wellenl├Ąnge die einer Spektrallinie des Wasserstoff entspricht). Hier ist nochmal das entsprechende R├Ântgenbild:

i-e257eea30948422e410ad935a3a2ec0c-n7793_xray_labeled-thumb-500x500.jpg

Was man hier sieht ist genau das, was ich oben beschrieben habe – ein extragalaktischer Mikroquasar (├╝ber eine mutma├čliche Entdeckung so eines Objekts habe ich ja fr├╝her schon mal geschrieben). Ein stellares schwarzes Loch; umkreist von einem normalen Stern und umgeben von einer Scheibe aus Gas und Staub. So ein schwarzes Loch hat nat├╝rlich auch ein starkes Magnetfeld und diese Magnetfelder fokussieren die Teilchen und die Strahlung die vom Loch ausgeht so da├č zwei “Strahlen” entstehen, die man Jet nennt. Wenn die Jets dann auf das interstellare Gas in der Umgebung des schwarzen Lochs treffen, heizen sie es auf und man kann es sehen. Diese Jets sind gewaltig! Sie haben eine “Blase” im umgebenden Gas erzeugt, die 1000 Lichtjahre gro├č ist und sich mit etwa einer Million km/h weiter ausdehnt! Man hat bis jetzt noch keine Jets stellarer schwarzer L├Âcher beobachtet, die st├Ąrker gewesen w├Ąren also die in NGC 7793. Die neue Beobachtungen zeigen, dass anscheinend bei solchen schwarzen L├Âchern viel mehr Energie als bisher angenommen in die Jets flie├čt. Bisher dachte man, dass die meiste Energie ├╝ber hochenergetische Strahlung abgegeben wird – aber diese Theorie wird man jetzt wohl nochmal ├╝berarbeiten m├╝ssen.

P.S. Mit diesem Zeug haben Mikroquasare ├╝brigens nichts zu tun…


Kommentare (32)

  1. #1 Christian
    20. Juli 2010

    So etwas m├Âchte ich gerne mal aus der N├Ąhe sehen. Das mu├č gigantisch aussehen…

  2. #2 Bullet
    20. Juli 2010

    psst … Florian: wiki sagt 10 Mio. LJ.
    Eine Million kam mir etwas komisch vor – zu nah f├╝r eine Spiralgalaxie. :)

  3. #3 Bullet
    20. Juli 2010

    Jetzt wollte ich mich gerade berichtigen – das sieht ja nicht wirklich wie eine Spiralgalaxie aus – , aber Wiki sagt als morphologischen Typ “SA(s)” an … also doch eine?
    Anyway, ich dachte, in direkter Nachbarschaft gibts nur noch diesen Kr├╝melkram, da kann das nicht hinhauen. :)

  4. #4 Ockham
    20. Juli 2010

    So ein schwarzes Loch hat nat├╝rlich auch ein starkes Magnetfeld und diese Magnetfelder fokussieren die Teilchen und die Strahlung die vom Loch ausgeht so da├č zwei “Strahlen” entstehen, die man Jet nennt.

    Wie genau entstehen denn die Magnetfelder und wie fokussieren sie die Jets?

  5. #5 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Bullet: Danke! Da hab ich wohl ne Null ├╝bersehen. H├Ątte mir aber auch auffallen k├Ânnen :(

    @Ochkham: Sowas ist z.B. hier f├╝r die Pulsare beschrieben: http://de.wikipedia.org/wiki/Pulsar#Aufbau_eines_Pulsars_und_Entstehung_der_gepulsten_Strahlung

  6. #6 MartinS
    20. Juli 2010

    @Florian
    Du sprachst von einem schwarzen Loch und einem Stern. Wo ist der Stern zusehen (wenn er denn ├╝berhaupt sichtbar ist)?
    Bis jetzt habe ich immer nur Bilder oder Animationen von Quasaren gesehen, bei denen die Jets rechtwinklig zur Aggregationsscheibe(?) ausgesto├čen werden. Wenn ich Dich richtig verstanden habe, dann durchsto├čen ‘Deine’ Jets die Gasscheibe. Ich bin verwirrt.

  7. #7 Astrotux
    20. Juli 2010

    @Bullet:

    Jetzt wollte ich mich gerade berichtigen – das sieht ja nicht wirklich wie eine Spiralgalaxie aus – , aber Wiki sagt als morphologischen Typ “SA(s)” an … also doch eine?

    Ja, schau genau hin, am besten beim ESO-Bild, die hellen H-alpha Regionen zeigen die Spiralarme an. Andernfalls -> Brille, oder wenn schon vorhanden -> putzen ­čśë

    Anyway, ich dachte, in direkter Nachbarschaft gibts nur noch diesen Kr├╝melkram, da kann das nicht hinhauen. :)

    Na ja, M31 die Andromedagalaxie und M33 die Triangulumgalaxie w├╝rde ich jetzt nicht grad als Kr├╝melkram bezeichnen. Andromeda ist 1 1/2 mal so gro├č und M33 1/2 so gro├č wie unsere Milchstra├če und nur rund 2,5 Mio Lichtjahre entfernt. Vor der Haust├╝re sozusagen. Der Rest der lokalen Gruppe sind dann mehr oder weniger gro├če Kr├╝mel.

  8. #8 Ockham
    20. Juli 2010

    @ F. Freistetter
    Alle Quellen die ich kenne stellen mehr oder weniger lapidar fest, da├č diese Objekte extreme Magnetfelder erzeugen. Diese Version kenne ich seit Jahrzehnten. Die Frage war “wie genau ENTSTEHEN die Magnetfelder?”. Sind Quasare nat├╝rliche Magneten oder welche anderen bekannten Prozesse k├Ânnten die Magnetfelder erzeugen?

  9. #9 klauszwingenberger
    20. Juli 2010

    @ Ockham:

    Die Magnetfelder der Mikroquasare sind die komprimierten und konservierten Magnetfelder der Sterne, aus denen sie hervorgegangen sind. Sie enthalten ja entweder einen Neutronenstern oder ein stellares schwarzes Loch als Endstadium nach einer SN II. Das steht ├╝brigens auch in dem Pulsar-Link so ├Ąhnlich drin.

  10. #10 MartinS
    20. Juli 2010

    @Florian
    Es muss nat├╝rlich Akkretionsscheibe hei├čen.
    Bei Wiki habe ich diese Erkl├Ąrungen gefunden:
    “Sofern die Akkretionsscheibe ├╝ber ein starkes Magnetfeld verf├╝gt, wird ein kleiner Anteil des Materiestromes in zwei Teile gerissen und in Bahnen entlang der Feldlinien des Magnetfeldes gezwungen. Anschlie├čend werden beide Str├Âme senkrecht zur Ebene der Akkretionsscheibe (einer auf jeder Seite) mit relativistischer Geschwindigkeit in die umgebende Galaxie und den weiteren Weltraum abgesto├čen.” [Unter ‘Quasar’]
    “Bei schwach ionisierten Scheiben ├╝bernehmen die Magnetfelder, die die Ionen unvermeidlich mit sich tragen, eine wichtige Rolle.” und: “Bei den kompakten Objekten (Neutronenstern, Schwarzes Loch, etc.) wird in Akkretionsscheiben gen├╝gend potentielle Gravitationsenergie umgesetzt, um die Scheibe hell leuchten zu lassen.”
    [Unter ‘Akkretionsscheibe’]

    Bin ich auf dem richtigen Weg?

  11. #11 Doctor_Mirabilis
    20. Juli 2010

    Haben Sie mir gegen├╝ber nicht versichert, dass an den Jets gar nichts “r├Ątselhaftes” sei? — Das kommt davon, wenn man sich ohne Not und aus falschem Stolz heraus zu apodiktischen Urteilen gegen├╝ber nicht trivialen alternativen Modellen (Wallace Thornhill, Donald E.Scott u.a.) hinrei├čen l├Ą├čt. In der Tat, Herr Freistetter: an der Lehrbuchtheorie stimmt etwas nicht. Verstehen Sie unter “├ťberarbeitung der Theorie”, dass auch ihre Fundamentalannahmen auf den Pr├╝fstand gestellt werden (d├╝rfen)? Denn folgende Frage ist doch aus nur einer theoretischen Sichtweise gar nicht zu entscheiden: sind die r├Ątselhaften Anomolien, die man vorherzusagen nicht im Stande war, Ausdruck einer grunds├Ątzlich ad├Ąquaten, aber unvollst├Ąndigen Theorie oder eines inad├Ąquaten Froschungsparadigmas (“Gravitationsuniversum”), das diese Theorie (dann als Folgefehler) hervorgebracht hat?

  12. #12 Bullet
    20. Juli 2010

    @Astrotux:
    Andromeda ist aber, wie du schon bemerkst, 2,5 Millionen LJ entfernt und nicht nur eine. “In direkter Nachbarschaft” war in diesem Falle gemeint wie “n├Ąher als M31”. Und ich glaub, da sind wir uns einig: eine Spirale innerhalb des M31-Radius w├Ąre uns bekannt.
    Aber is ja auch egal – da ist eben eine Null unter den Tisch gefallen und das ist die ganze Erkl├Ąrung. Ich wollts ja auch gar nicht so weit auswalzen.

  13. #13 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Ockham: “Sind Quasare nat├╝rliche Magneten oder welche anderen bekannten Prozesse k├Ânnten die Magnetfelder erzeugen?”

    Hmm – dort bewegen sich geladene Teilchen… -> Magnetfelder. Ich kann dir jetzt hier keine detailliert Abhandlung ├╝ber Magnetismus an sich liefern. Daf├╝r fehlt mir die Zeit. Das steht aber auch in jedem Lehrbuch. Einfach mal in der Uni-Bibliothek ein Buch ├╝ber aktive Galaxien, Quasare, schwarze L├Âcher o.├Ą. durchbl├Ąttern.

  14. #14 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Mirabilis: “Haben Sie mir gegen├╝ber nicht versichert, dass an den Jets gar nichts “r├Ątselhaftes” sei?”

    Hab ich – und auch wenn es damals um andere Jets ging stimmt das immer noch.

    “In der Tat, Herr Freistetter: an der Lehrbuchtheorie stimmt etwas nicht”

    Ha – ich habs gewusst das ein paar Cranks wieder auf diesen Satz anspringen ­čśë Nur zur Info: wenn die Wissenschaft irgendwas nicht komplett erkl├Ąren kann, heisst das nicht, das pl├Âtzlich alles m├Âglich sein kann.

    “sind die r├Ątselhaften Anomolien, die man vorherzusagen nicht im Stande war”

    Von was reden sie? Welche “r├Ątselhaften Anomalien”??

    However – sie sind mir immer noch eine Erkl├Ąrung schuldig (keine YouTube-Videos bitte), wie das tolle “elektrische Universum” irgendwas besser erkl├Ąren kann als es die echte Wissenschaft tut. Bitte auch das hier beachten.

  15. #15 Ockham
    20. Juli 2010

    @ klauszwingenberger
    Der Wiki-Artikel wiederholt nur, was seit langem ├╝berall gesagt wird und bezieht sich dabei auf einen Neutronenstern. Allein f├╝r Neutronensterne hab ich noch nirgends etwas dar├╝ber lesen k├Ânnen, wie die Magnetfelder “eingefroren” werden k├Ânnen. Im diesem Fall geht es jedoch um ein schwarzes Loch. Unn├Âtig zu sagen, da├č niemand seine innere Struktur kennt, aber gleichfalls unwahrscheinlich, da├č sie allzuviel ├ähnlichkeit mit der eines Neutronensternes hat. Was also erzeugt da├č Magnetfeld?

  16. #16 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Ockham: “Allein f├╝r Neutronensterne hab ich noch nirgends etwas dar├╝ber lesen k├Ânnen, wie die Magnetfelder “eingefroren” werden k├Ânnen.”

    Was das “einfrieren” von Feldlinien angeht: das kann man nun wirklich nicht so mal nebenbei erkl├Ąren. Das braucht Hydrodynamik; ein paar Differentialgleichungen – aber es ist auch keine Hexerei. Wie gesagt: einfach mal ein entsprechendes Lehrbuch durchbl├Ąttern.

  17. #17 Doctor_Mirabilis
    20. Juli 2010

    Ihre unerledigten Hausaufgaben m├╝ssen Sie schon selbst erledigen.

  18. #18 Bullet
    20. Juli 2010

    @Ockham:

    Unn├Âtig zu sagen, da├č niemand seine innere Struktur kennt, aber gleichfalls unwahrscheinlich, da├č sie allzuviel ├ähnlichkeit mit der eines Neutronensternes hat.

    Steile These. Wieso?

  19. #19 klauszwingenberger
    20. Juli 2010

    @Ockham:

    Ich meinte diesen Satz aus dem Wiki-Artikel ├╝ber Pulsare:

    Nach einer Supernova eines massereichen Sternes bleibt in einem hei├čen, ionisierten Gasnebel ein Neutronenstern zur├╝ck. Der Neutronenstern besteht aus einem Teil der Materie des urspr├╝nglichen Sternes (1,44 bis 3 Sonnenmassen) auf kleinstem Raum (Durchmesser um 20 Kilometer). Dar├╝ber hinaus beh├Ąlt der gesamte Supernova-├ťberrest aus Neutronenstern und Gasnebel seinen Drehimpuls bei, und das Magnetfeld des urspr├╝nglichen Sternes wird im Neutronenstern komprimiert

    Und da: http://wapedia.mobi/de/Neutronenstern#4. steht noch eine ganze Menge mehr ├╝ber Magnetfelder von Neutronensternen.

    Da die Akkretionsscheibe aus bewegtem ionisiertem Material besteht, induziert sie nat├╝rlich auch selbst Magnetfelder. Das gilt dann auch f├╝r Akkretionsscheiben um SL.

  20. #20 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Mirabilis: “Ihre unerledigten Hausaufgaben m├╝ssen Sie schon selbst erledigen.”

    Ok – sie k├Ânnen also nicht erl├Ąutern, inwiefern das elektrische Universum irgendwas besser erkl├Ąren kann als die echte Wissenschaft. Dann wissen wir das jetzt auch und k├Ânnen die Diskussion beenden.

  21. #21 MartinS
    20. Juli 2010

    @Ockham
    Wikipedia: Quasare und Akkretionsscheibe und MHD Magnetohydrodynamik (eingefrorene Magnetfelder)
    Viel Erfolg!
    ­čśë

  22. #22 ZielWasserVermeider
    20. Juli 2010

    Das All ist wirklich ein interessanter Ort.
    Ich dachte mal geh├Ârt zu haben, da├č gerade solche Quasare m├Âglicherweise dazu beigetragen haben, schwere Element zu verteilen oder die Sternenbildung anzuregen.

    Gru├č
    Oli

    Apropos Planeten und Neutronensterne:
    Spitzer Space Telescope(Video ist von 2006):
    http://www.spitzer.caltech.edu/video-audio/248-hiddenuniverse001-Planetary-Life-After-Death?autoplay=true&limit=20

  23. #23 Ockham
    20. Juli 2010

    @ klauszwingenberger, F. Freistetter
    Es geht hier um eine Singularit├Ąt, nicht um einen Neutronenstern.

    @ Bullet
    ? Gehen Sie davon aus das die Beschaffenheit der Materie in einer Singularit├Ąt identisch ist, mit der eines Neutronensternes?

    @ MartinS
    Darauf wollte ich hinaus. Singularit├Ąten verf├╝gen ├╝ber keine Magnetfelder. Die Akkretion ist f├╝r die Magnetfelder verantwortlich, wobei sich die Frage stellt, wie diese ob des frame-dragging-Effektes derartig hohe Feldst├Ąrken erreichen k├Ânnen.

  24. #24 Bjoern
    20. Juli 2010

    @ockham:

    Es geht hier um eine Singularit├Ąt, nicht um einen Neutronenstern.

    Genauer gesagt geht es um ein schwarzes Loch. Dir ist schon klar, dass ein schwarzes Loch eben nicht nur aus der Singularit├Ąt besteht, oder?

    Singularit├Ąten verf├╝gen ├╝ber keine Magnetfelder.

    Schwarze L├Âcher k├Ânnen elektrisch geladen sein, und sie k├Ânnen rotieren (oder bestreitest du auch das?). Ausserdem sind schwarze L├Âcher eben nicht nur Singularit├Ąten, sondern ausgedehnte Objekte (alles innerhalb des Ereignishorizontes geh├Ârt zum schwarzen Loch). Ein ausgedehntes, geladenes, rotierendes Objekt erzeugt ein Magnetfeld – siehe Maxwellsche Gleichungen.

    Die Akkretion ist f├╝r die Magnetfelder verantwortlich, wobei sich die Frage stellt, wie diese ob des frame-dragging-Effektes derartig hohe Feldst├Ąrken erreichen k├Ânnen.

    Das Magnetfeld hat wenig bis nichts mit frame dragging in der Akkretionsscheibe zu tun.

  25. #25 MartinS
    20. Juli 2010

    @Bjoern
    Danke f├╝r Deine Antwort.
    Waren meine Quellangaben oben den korrekt?

  26. #26 Bullet
    20. Juli 2010

    @Ockham: bekomme ich eine Antwort? Deine Gegenfrage ist keine.

  27. #27 klauszwingenberger
    21. Juli 2010

    @ Ockham:

    Zeigen Sie mir erst mal eine Singularit├Ąt – und zwar eine reale, nicht eine auf Rechenpapier!

  28. #28 Bullet
    21. Juli 2010

    Danke, Klaus. Das wollt ich noch inzuf├╝gen, war dann aber zu faul. Ich k├Ânnte mich auch erinnern, wenn jemals jemand eine Singularit├Ąt gesehen h├Ątte. Ich kann mich erinnern, vor ein paar Monaten in einer SPEKTRUM gelesen zu haben, da├č ein paar Physiker eine Methode entwickelt haben, mittels derer man ein schwarzes Loch darstellen k├Ânnte, das alle Parameter aufweist, die bis jetzt definitiv bekannt sind – und doch ohne eine Singularit├Ąt auskommt. Allerdings hab ich den Artikel nur einmal gelesen und offenbar nicht so in allen Einzelheiten verstanden, da├č ich ihn immer noch sachlich richtig widergeben k├Ânnte.

  29. #29 nihil jie
    21. Juli 2010

    @Ockham

    ein paar infos zur magnetfeldern… vielleicht findest Du hier was interessantes ­čśë

    magnetische Rotationsinstabilit├Ąt
    Magnetar
    Schwarzes Loch

    und da gibt es noch viel mehr nach zu lesen. wie wertvoll die infos f├╝r jeden einzelnen sind das ├╝berlasse ich gerne Euch selbst ­čśë

  30. #30 Ockham
    21. Juli 2010

    @ klauszwingenberger
    Es gibt keine Singularit├Ąten, aber die Debatte m├Âchte ich hier garantiert nicht f├╝hren. Abgesehen davon, ist das mit dem “Zeigen” so eine Sache…soviel Zeit haben wir beide nicht.

    @
    Hinsichtlich der Frage woher das Magnetfeld stammt, macht es aber keinen Unterschied ob man den Ereignishorizont betrachtet oder die “Singularit├Ąt”. Entgegen anders lautenden Vermutungen hier, geht in diesem Fall um GHM, nicht MHD.

    Ich zitiere mal aus einem der Links (M├╝ller’s Lexikon): “Alle Formen elektrisch geladener L├Âcher scheinen jedoch in der Astrophysik irrelevant zu sein, weil Plasmafl├╝sse in der Umgebung diese Ladung neutralisieren w├╝rden. “

    Vielen Dank f├╝r die Links, aber was neues war nicht dabei.

    Wenn jemand eine einfache Frage stellt, mu├č er deswegen noch lange nicht uninformiert sein. Und, “Bullet”, wenn einer nachfragt, dann vielleicht um zu sehen was der Fragesteller bereits glaubt zu wissen. Das hilft oft eine verst├Ąndliche Antwort zu formulieren.

  31. #31 Bjoern
    21. Juli 2010

    @ockham: Erst mal: was ist GHM? MHD ist klar… aber die Abk├╝rzung GHM ist mir unbekannt, und http://www.abkuerzungen.de weiss auch nicht weiter.

    “Alle Formen elektrisch geladener L├Âcher scheinen jedoch in der Astrophysik irrelevant zu sein, weil Plasmafl├╝sse in der Umgebung diese Ladung neutralisieren w├╝rden. “

    Dieses Zitat verstehe ich so, dass das Schwarze Loch *von weitem gesehen* elektrisch neutral w├Ąre, da die Plasmafl├╝sse aussenrum die elektrische Ladung des schwarzen Lochs gerade ausgleichen. Aber trotzdem h├Ątte man dann insgesamt immer noch ein rotierendes System mit elektrischen Teilladungen – und das gen├╝gt, um ein Magnetfeld zu erzeugen.

  32. #32 XyloCephalus
    26. Juli 2010

    GHM = (black hole) gravito-hydro-magnetics??
    Klingt etwas exotisch und -sagen wir mal- “selten”. Hilft das also weiter?